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ベータ展開に基づくセキュアAD変換器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04518
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

傘 昊  東京都市大学, 理工学部, 教授 (30400774)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードAD変換器 / 集積回路技術 / 低電圧 / AD変換器回路 / ハードウェア・セキュリティ / ハードウェアセキュリティ / アナログ・デジタル変換器(ADC)
研究開始時の研究の概要

IoT機器の普及とその応用技術の発展が期待されている中,ワイヤレス・センサを用いる情報取集システムでは,通信経路およびIoT機器の情報保護技術が重要となっている.電子回路による自動暗号化の実現を目指しているハードウェアセキュリティ技術の開発では,ベータ展開の数理理論に基づくアナログ・デジタル変換(AD変換)方式,小型AD変換回路実現手法とデジタル信号処理技術を融合したセキュアなAD変換器回路を開発する.具体的には,簡単なアナログ回路で実現可能な小型AD変換器回路を取り上げ,ソフトウェア親和性の高い非2 進AD変換手法を活用する新規のセキュアなAD変換技術を開発する.

研究成果の概要

本研究では,低電圧非2進AD変換器の設計技術を開発した.低電圧ADCに内蔵する各アナログ要素回路の低電圧技術を開発し,実験検証により,開発した低電圧回路技術の実現可能性を立証できた.低電圧サイクリックADC設計における技術課題であるノイズ解析手法を確立し,実験検証により,そのノイズ解析手法の妥当性を実証できた.また,上記要素技術を含むAD変換器のシステム設計手法を確立し,提案手法に基づく低電圧・高精度ADCの実現可能性と提案手法の有効性を実験検証の結果により確認できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoTやAIの発展に伴い,自然界の物理情報をデジタル・データとして取得することは必要不可欠である.本研究では,物理情報をデジタル・データへ変換するAD変換に関連する基盤技術を開発した.低電圧で高精度AD変換の実現には,アナログ回路技術とデジタル信号処理技術を融合したシステム手法を提案し,提案手法の実現可能性と有効性を実証でき,物理情報に基づく信号処理技術・人工知能の発展に寄与でき,持続可能な社会の実現に貢献できた.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Thermal Noise Analysis of Ring Amplifier in Cyclic Analog-to-Digital Converter2023

    • 著者名/発表者名
      KAYAMA Eiki、MORI Kenta、MAEBOU Taichi、CHEN Yuanchi、SAN Hao、MATSUURA Tatsuji、HOTTA Masao
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E106.A 号: 5 ページ: 823-831

    • DOI

      10.1587/transfun.2022GCP0003

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2023-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スタンダードCMOSを用いたオペアンプの入力バイアス電流低減技術2020

    • 著者名/発表者名
      Chin Koken、Ohsawa Mamoru、Kitajima Atsushi、Arai Yoshiaki、Yamashita Jun、Ito Hisashi、San Hao
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 140 号: 1 ページ: 9-15

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.140.9

    • NAID

      130007779206

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Input bias current reduction technique for operational amplifier in a standard CMOS technology2020

    • 著者名/発表者名
      Chin Koken、Ohsawa Mamoru、Kitajima Atsushi、Arai Yoshiaki、Yamashita Jun、Ito Hisashi、San Hao
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 103 号: 7 ページ: 30-36

    • DOI

      10.1002/ecj.12242

    • NAID

      210000168593

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Experimental implementation of delta sigma AD modulator using dynamic analog components with simplified operation phase2019

    • 著者名/発表者名
      Pan Chunhui、San Hao
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 16 号: 12 ページ: 20190280-20190280

    • DOI

      10.1587/elex.16.20190280

    • NAID

      130007666968

    • ISSN
      1349-2543
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Raspberry Pi Picoを用いたステート解析ロジック・アナライザとリアルタイムADC性能評価システムの実現2023

    • 著者名/発表者名
      田中 耀山, 森下 航, 潘 春暉, 傘 昊
    • 学会等名
      電気学会・電子回路研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大振幅入力可能な低電圧・高精度サンプリング回路の検討2022

    • 著者名/発表者名
      船山 海斗, 傘 昊
    • 学会等名
      電気学会・電子回路研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Linearity Compensation for Conversion Error in Non-binary and Binary Hybrid ADC2021

    • 著者名/発表者名
      Yuanchi Chen , Hao San
    • 学会等名
      2021 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 0.7V 14bit Hybrid ADC in 65nm SOTB CMOS2021

    • 著者名/発表者名
      Taichi Maebou, Yuanchi Chen, Eiki Kayama, Kenta Mori, Hao San, Tatsuji Matsuura, Masao Hotta
    • 学会等名
      2021 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リングアンプを用いた差動増幅器の熱雑音解析と検討2021

    • 著者名/発表者名
      森 健太, 嘉山 永樹, 前防 太智, 陳 遠馳, 傘 昊, 松浦 達治, 堀田 正生
    • 学会等名
      電気学会・電子回路研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リングアンプを用いた完全差動増幅器の安定性改善手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      森 健太, 嘉山 永樹, 前防 太智, 陳 遠馳, 傘 昊, 松浦 達治, 堀田 正生
    • 学会等名
      電気学会・電子回路研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低電圧高精度サイクリックADCの高速化手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      嘉山 永樹,森 健太,前防 太智,陳 遠馳,傘 昊,松浦 達治,堀田 正生
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ICD/CAS学生・若手研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 65nm SOTB CMOSを用いる低電圧昇圧回路の検討2021

    • 著者名/発表者名
      清水 夏海,傘 昊
    • 学会等名
      電子情報通信学会・東京支部学生会第26回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A 0.8V 14bit 62.5kSPS non-binary cyclic ADC using SOTB CMOS technology2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, T. Ohtsu, M. Sasaki, H. San, T. Matuura, M. Hotta
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analog / Mixed-Signal / RF Circuits for Complex Signal Processing2019

    • 著者名/発表者名
      Haruo Kobayashi, Nene Kushita, Minh Tri Tran, Koji Asami, Hao San, Anna Kuwana, Akemi Hatta
    • 学会等名
      2019 IEEE 13th International Conference on ASIC
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A non- binary cyclic ADC with dynamic analog components in 65nm SOTB CMOS2019

    • 著者名/発表者名
      M. Sakuma, T. Ohtsu, S. Yamada, M. Sasaki, H. San, T. Matuura and M. Hotta
    • 学会等名
      2019 International Conference on Analog VLSI Circuits
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 0.7V 12bit 3MSPS SAR ADC in SOTB CMOS2019

    • 著者名/発表者名
      D. Kaneko, M. Sasaki, T. Ohtsu, S. Yamada, H. San, T. Matuura and M. Hotta
    • 学会等名
      2019 International Conference on Analog VLSI Circuits
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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